Nguyên lý đo, loại và hiệu chỉnh máy đo độ sáng
Nguyên lý đo của máy đo độ sáng:
Tế bào quang điện là một thành phần quang điện chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Khi ánh sáng chiếu tới bề mặt pin mặt trời selen, ánh sáng tới đi qua màng mỏng kim loại 4 và chạm tới bề mặt tiếp giáp giữa lớp selen bán dẫn 2 và màng mỏng kim loại 4, tạo ra hiệu ứng quang điện tại bề mặt phân cách. Độ lớn của chênh lệch điện thế được tạo ra tỷ lệ thuận với độ rọi trên bề mặt của ánh sáng nhận của tế bào quang điện. Tại thời điểm này, nếu một mạch bên ngoài được kết nối, một dòng điện sẽ chạy qua và giá trị hiện tại sẽ được biểu thị trên máy đo microampe với thang đo lux (Lx). Cường độ dòng quang điện phụ thuộc vào cường độ ánh sáng tới và điện trở trong mạch. Máy đo độ sáng có thiết bị sang số nên có thể đo được cả độ sáng cao và độ sáng thấp. Các loại máy đo độ sáng: 1. Máy đo độ sáng thị giác: bất tiện khi sử dụng, độ chính xác thấp, ít được sử dụng 2. Máy đo độ sáng quang điện tử: máy đo độ sáng pin mặt trời selen và máy đo độ sáng pin mặt trời silicon thường được sử dụng
Các loại máy đo độ sáng:
1. Máy đo Visual lux: sử dụng bất tiện, độ chính xác thấp, ít dùng
2. Máy đo lux quang điện tử: máy đo lux tế bào quang điện selen thường được sử dụng và máy đo lux tế bào quang điện silicon
Cấu tạo và yêu cầu sử dụng của máy đo độ sáng tế bào quang điện:
1. Thành phần: máy đo microampe, núm xoay, điều chỉnh mức 0, khối đầu cuối, tế bào quang điện, bộ lọc hiệu chỉnh V (λ), v.v.
Máy đo độ sáng tế bào quang điện selen (Se) hoặc silicon (Si) thường được sử dụng, còn được gọi là máy đo lux
2. Yêu cầu sử dụng:
① Nên sử dụng tế bào quang điện Selenium (Se) hoặc silicon (Si) có độ tuyến tính tốt cho các ứng dụng quang điện; Làm việc lâu dài vẫn có thể duy trì độ ổn định tốt và độ nhạy cao; Khi sử dụng E cao, hãy chọn các tế bào quang điện có điện trở trong cao, độ nhạy thấp và độ tuyến tính tốt và không dễ bị hư hỏng do bức xạ ánh sáng mạnh
② Được trang bị bộ lọc hiệu chỉnh V(λ), thích hợp chiếu sáng với các nguồn sáng có nhiệt độ màu khác nhau, có sai số nhỏ
③ Lý do phải thêm bộ bù góc cosine (thủy tinh màu trắng đục hoặc nhựa trắng) phía trước tế bào quang điện là vì khi góc tới lớn, tế bào quang điện sẽ lệch khỏi quy luật cosine
④ Máy đo độ sáng phải hoạt động ở hoặc gần nhiệt độ phòng (độ trôi của tế bào quang điện thay đổi theo nhiệt độ)
Hiệu chuẩn máy đo độ sáng:
Nguyên tắc hiệu chuẩn:
Chiếu sáng tế bào quang điện theo phương thẳng đứng với Ls → E=I/r2 và thay đổi r để thu được giá trị dòng quang dưới các độ sáng khác nhau. Chuyển đổi thang đo hiện tại sang thang đo độ sáng dựa trên sự tương ứng giữa E và i.
Phương pháp hiệu chuẩn:
Sử dụng đèn tiêu chuẩn cường độ ánh sáng, ở khoảng cách làm việc gần đúng của nguồn sáng điểm, thay đổi khoảng cách l giữa tế bào quang điện và đèn tiêu chuẩn, ghi lại số chỉ của ampe kế ở mỗi khoảng cách và tính độ rọi E bằng khoảng cách nghịch đảo định luật bình phương E{0}}I/r2. Từ đó, có thể thu được một loạt các giá trị dòng quang chiếu sáng i khác nhau và có thể tạo ra đường cong biến thiên của dòng quang i và độ rọi E, đó là đường cong hiệu chuẩn của máy đo độ rọi. Đường cong hiệu chuẩn của máy đo độ sáng có thể được chia cho mặt số của máy đo độ sáng, là đường cong hiệu chuẩn của máy đo độ sáng
Các yếu tố ảnh hưởng đến đường cong hiệu chuẩn:
Khi thay thế tế bào quang điện và ampe kế, cần phải hiệu chuẩn lại; Sau khi sử dụng máy đo độ sáng một thời gian, máy đo độ sáng cần được hiệu chỉnh lại (thường là 1-2 lần một năm); Máy đo độ sáng có độ chính xác cao có thể được hiệu chỉnh bằng đèn cường độ ánh sáng tiêu chuẩn; Việc mở rộng phạm vi cố định của máy đo độ sáng có thể thay đổi khoảng cách r và các đèn tiêu chuẩn khác nhau cũng có thể được sử dụng để chọn ampe kế phạm vi nhỏ.
